TWI661226B - 降低動態模糊的方法以及頭戴式顯示裝置 - Google Patents

降低動態模糊的方法以及頭戴式顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI661226B
TWI661226B TW106106611A TW106106611A TWI661226B TW I661226 B TWI661226 B TW I661226B TW 106106611 A TW106106611 A TW 106106611A TW 106106611 A TW106106611 A TW 106106611A TW I661226 B TWI661226 B TW I661226B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
viewing area
user
picture
eye
backlight module
Prior art date
Application number
TW106106611A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201821864A (zh
Inventor
張桂忠
Original Assignee
聯詠科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 聯詠科技股份有限公司 filed Critical 聯詠科技股份有限公司
Publication of TW201821864A publication Critical patent/TW201821864A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI661226B publication Critical patent/TWI661226B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/013—Eye tracking input arrangements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/001—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
    • G09G3/003—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background to produce spatial visual effects
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/08—Details of timing specific for flat panels, other than clock recovery
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/026—Arrangements or methods related to booting a display

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

一種於頭戴式顯示裝置的視訊信號中降低動態模糊的方法，此方法包括以下步驟。接收視訊信號，視訊信號包括第一畫面及第二畫面。追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域。產生介於第一畫面及第二畫面之間的中間畫面。顯示第一畫面、中間畫面、及第二畫面。其中產生中間畫面的步驟包括僅合成中間畫面於使用者觀賞區域的像素值。

Description

降低動態模糊的方法以及頭戴式顯示裝置
本發明是關於顯示視訊信號，且特別是關於頭戴式顯示裝置及應用於其的降低動態模糊方法。
隨著虛擬實境(virtual reality,VR)的應用需求增加，頭戴式顯示裝置近來逐漸受到歡迎。頭戴式顯示裝置(head mounted display,HMD)係指戴於頭上的顯示裝置，頭戴式顯示裝置具有小型顯示面板於單眼或雙眼前方，液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)為常用的頭戴式顯示面板。由於液晶顯示是「維持類型」(hold-type)顯示器，相對於例如陰極射線管(cathode ray tube,CRT)的「脈衝類型」(impulse-type)顯示器，液晶顯示面板容易出現動態模糊(motion blur)問題。而因為下列兩個原因，動態模糊問題在頭戴式顯示裝置更加嚴重，第一，頭戴式顯示裝置非常靠近使用者眼睛，第二，虛擬實境應用顯示的影片常是對應於使用者頻繁的頭部移動。因此，如何設計一種於頭戴式顯示裝置降低動態模糊的方法，乃目前業界致力的課題之一。
本發明是有關於降低動態模糊的方法以及頭戴式顯示裝置。
根據本發明之一實施例，提出一種於頭戴式顯示裝置的視訊信號中降低動態模糊的方法，此方法包括以下步驟。接收視訊信號，視訊信號包括第一畫面及第二畫面。追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域。產生介於第一畫面及第二畫面之間的中間畫面。顯示第一畫面、中間畫面、及第二畫面。其中產生中間畫面的步驟包括僅合成中間畫面於使用者觀賞區域的像素值。
根據本發明之一實施例，提出一種頭戴式顯示裝置，包括圖形處理單元、眼球追蹤裝置、顯示驅動器、以及顯示面板。圖形處理單元用以提供視訊信號，視訊信號包括第一畫面及第二畫面。眼球追蹤裝置用以追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域。顯示驅動器用以合成中間畫面僅於使用者觀賞區域的像素值，中間畫面***於第一畫面及第二畫面之間。顯示面板由顯示驅動器驅動以顯示第一畫面、中間畫面、以及第二畫面。
根據本發明之一實施例，提出一種於頭戴式顯示裝置的視訊信號中降低動態模糊的方法，此方法包括以下步驟。接收視訊信號。追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域。根據使用者觀賞區域，調整背光模組的啟動時間，以將視訊信號顯示於顯示面板。
根據本發明之一實施例，提出一種頭戴式顯示裝置，包括顯示面板、眼球追蹤裝置、以及背光模組。眼球追蹤裝置用以追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域。背光模組週期性地啟動及關閉以照亮顯示面板，並根據使用者觀賞區域調整啟動時間。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉多個實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
1、2‧‧‧頭戴式顯示裝置
140‧‧‧圖形處理單元
142、162、242、262‧‧‧眼球追蹤裝置
144‧‧‧顯示驅動器
146、166、246、266‧‧‧顯示面板
163、165、263、265‧‧‧透鏡
173、273‧‧‧左眼影像
175、275‧‧‧右眼影像
223‧‧‧左眼背光模組
225‧‧‧右眼背光模組
243‧‧‧背光模組
249‧‧‧多工器
251、252、291、292‧‧‧週期
271、272‧‧‧平行四邊形
281、281_L、281_R、282‧‧‧方塊
903、905‧‧‧眼睛
f1‧‧‧第一畫面
f2‧‧‧第二畫面
f3‧‧‧第三畫面
fi、fi’、fi”‧‧‧中間畫面
S100‧‧‧接收視訊信號，視訊信號包括第一畫面及第二畫面
S102‧‧‧追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域
S104‧‧‧產生介於第一畫面及第二畫面之間的中間畫面
S105‧‧‧僅合成中間畫面於使用者觀賞區域的像素值
S106‧‧‧顯示第一畫面、中間畫面、及第二畫面
S200‧‧‧接收視訊信號
S204‧‧‧追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域
S206‧‧‧根據使用者觀賞區域，調整背光模組的啟動時間，以顯示視訊信號
VAL、VA’L、VA”L‧‧‧左眼觀賞區域
VAR、VA’R、VA”R‧‧‧右眼觀賞區域
第1圖繪示依照本發明一實施例於視訊信號中降低動態模糊的方法流程圖。
第2圖繪示依照本發明一實施例頭戴式顯示裝置的示意圖。
第3圖繪示使用者眼睛以及具有眼球追蹤裝置的頭戴式顯示裝置示意圖。
第4圖繪示依照本發明一實施例頭戴式顯示裝置的一種範例影像資料流示意圖。
第5圖繪示依照本發明一實施例頭戴式顯示裝置的一種範例影像資料流示意圖。
第6圖繪示依照本發明一實施例於視訊信號中降低動態模糊的方法流程圖。
第7A圖及第7B圖繪示於液晶顯示面板的範例鬼影影像示意圖。
第8圖繪示將背光模組的啟動時間提前的範例示意圖。
第9圖繪示將背光模組的啟動時間延後的範例示意圖。
第10圖繪示依照本發明一實施例頭戴式顯示裝置的示意圖。
第11圖繪示控制背光時間的一種範例實作示意圖。
第12圖繪示具有兩個分別用於不同眼睛的背光單元的頭戴式顯示裝置的示意圖。
數位視訊及現代的顯示科技引入數個可能會造成動態模糊的因子，例如液晶顯示的像素反應時間(response time)，以及眼睛追蹤在維持類型液晶顯示器上快速移動的物體所造成的模糊。由於液晶顯示器取樣及維持的特性，動態模糊成為一個嚴重的問題，由取樣維持所造成的動態模糊可藉由縮短一個影像畫面(frame)顯示的時間而降低。一種可能方式為增加畫面率(或稱畫面更新率、更新率)，例如將更新率從60Hz提高到120Hz。另一種可能方式為降低液晶顯示像素被點亮的時間，可藉由於部分的更新期間關閉背光或是減少背光點亮的時間而達成(頻閃背光、掃描背光、背光閃爍控制、插黑畫面技術)。
對於第一種方式(增加更新率)，可使用影像插補(frame interpolation)技術以在原本的畫面之間***一個介於其間的畫面，影像插補可由動態插補以達成，例如包括對於兩個影像畫面執行動態估測(motion estimation)以及動態補償(motion compensation)，動態插補使得視訊看起來更加流暢以降低動態模 糊。於頭戴式顯示裝置中，由於嵌有透鏡以放大顯示器的像素，頭戴式顯示裝置的解析度要求很高以能夠產生清楚的影像，而高更新率以及高影像解析度增加了所需圖形處理單元(graphics processing unit,GPU)的運算處理能力以及圖形處理單元與顯示面板之間的頻率需求。舉例而言，一個具有4K解析度(3840x2160)的顯示器，相較於具有FHD解析度(1920x1080)的顯示器，需要四倍的運算處理能力以及頻寬。此外，具有120Hz更新率的顯示器相較於具有60Hz更新率的顯示器，亦需要兩倍的運算處理能力。如上所述，對於高更新率以及高解析度可能需要大量的硬體資源，而為了減少需要的硬體資源，以下提出一種頭戴式顯示裝置以其使用的降低動態模糊的方法。
第1圖繪示依照本發明一實施例於視訊信號中降低動態模糊的方法流程圖，此方法包括下列步驟。步驟S100：接收視訊信號，視訊信號包括第一畫面及第二畫面。步驟S102追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域。步驟S104：產生介於第一畫面及第二畫面之間的中間畫面。步驟S106：顯示第一畫面、中間畫面、及第二畫面。產生中間畫面的步驟S104包括步驟S105：僅合成中間畫面於使用者觀賞區域的像素值。
第2圖繪示依照本發明一實施例頭戴式顯示裝置的示意圖。頭戴式顯示裝置1包括圖形處理單元140、眼球追蹤裝置142、顯示驅動器144、以及顯示面板146。圖形處理單元140用以提供視訊信號，視訊信號包括第一畫面f1及第二畫面f2。眼 球追蹤裝置142用以追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域VA。顯示驅動器144用以合成中間畫面fi僅於使用者觀賞區域VA的像素值，中間畫面fi***於第一畫面f1及第二畫面f2之間。顯示面板146由顯示驅動器144驅動以顯示第一畫面f1、中間畫面fi、以及第二畫面f2。
步驟S100可由顯示驅動器144執行，圖形處理單元140提供視訊信號至顯示驅動器144，視訊信號包括第一畫面f1以及第二畫面f2。舉例而言，視訊信號可包括多個時間間隔的影像畫面，其中包括連續的第一畫面f1以及第二畫面f2。步驟S102可由眼球追蹤裝置142執行，眼球追蹤裝置142可量測目光關注焦點以感測使用者目前觀看的位置。眼球追蹤裝置142可以有多種實作方式，包括測量貼附於眼睛的物體(一般而言是特殊類型的隱形眼鏡)的移動量、無直接接觸眼睛的光學追蹤法(基於影像處理的方法)、以及量測置於眼睛周圍電極的電位。眼球追蹤裝置142的實作方式在此並不加以限制。眼球追蹤裝置142可決定使用者目前正在觀看的使用者觀賞區域VA。
在擷取出使用者觀賞區域VA之後，顯示驅動器144可執行步驟S105，使用影像插補以合成中間畫面fi於使用者觀賞區域VA的像素值。影像插補可藉由對第一畫面f1及第二畫面f2執行動態估測及動態補償以達成。舉例而言，在計算出相關於第一畫面f1及第二畫面f2的移動向量之後，中間畫面fi可使用一半強度的移動向量而獲得。動態估測及動態補償需要大量的運算 能力，而由於在此實施例中，僅部分的影像(僅使用者觀賞區域VA)需要插補，能夠大幅減少所需的運算能力。
由於目前使用者關注的是使用者觀賞區域VA，在使用者觀賞區域VA以外的區域所發生的動態模糊可以被忽略，因此可以僅針對使用者觀賞區域VA執行影像插補相關的程序。如此對於計算工作的簡化，可以節省顯示驅動器144的硬體成本，並且能夠增加處理速度。在一實施例中，由眼球追蹤裝置142所取得的初步使用者觀賞區域可以在顯示驅動器144被適當放大，以產生一個較安全具有防護帶的使用者觀賞區域VA，以確保在使用者視野中的動態模糊現象被降到最低。
在執行使用者觀賞區域VA的影像插補之後，顯示驅動器144可提供第一畫面f1、中間畫面fi、以及第二畫面f2至顯示面板146以顯示(步驟S106)。顯示面板146可以是液晶顯示面板或有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED)顯示面板。亦即，前述使用影像插補的降低動態模糊的方法，可應用至液晶顯示面板以及有機發光二極體顯示面板。
第3圖繪示使用者眼睛以及具有眼球追蹤裝置的頭戴式顯示裝置示意圖，以清楚說明一個使用第1圖所示的方法以及如第2圖所示的頭戴式顯示裝置的範例。如第3圖所示的例子，頭戴式顯示裝置的顯示面板166前方有透鏡163及透鏡165，眼球追蹤裝置162設置於使用者的眼睛903及905附近。在此實施例中，顯示面板166對於使用者左眼903顯示左眼影像173，並 對於使用者右眼905顯示右眼影像175。眼球追蹤裝置162追蹤使用者的眼球移動以獲得使用者觀賞區域VA，在此例中使用者觀賞區域VA包括左眼觀賞區域VAL以及右眼觀賞區域VAR。顯示驅動器(未繪示於此圖中)可僅合成於左眼觀賞區域VAL及右眼觀賞區域VAR的像素值。亦即，動態插補(包括動態估測及動態補償)可分別對左眼觀賞區域VAL及右眼觀賞區域VAR進行處理。在另一實施例中，顯示面板166可包括兩個分開的面板，分別用於顯示兩眼的影像。
而對於中間畫面fi在使用者觀賞區域VA以外的區域，這些像素值可以是從第一畫面f1複製(前向複製)或是從第二畫面f2複製(後向複製)，如此直接複製像素值可以避免產生中間畫面fi時額外的計算花費。關於產生中間畫面fi的步驟S104，在一實施例中，中間畫面fi與第一畫面f1在使用者觀賞區域VA以外的像素值相同；在另一實施例中，中間畫面fi與第二畫面f2在使用者觀賞區域VA以外的像素值相同。
複製像素的工作(***複製畫面)可以是由顯示驅動器144或是圖形處理單元140執行。第4圖繪示依照本發明一實施例頭戴式顯示裝置的一種範例影像資料流示意圖。圖形處理單元140提供視訊信號至顯示驅動器144，視訊信號包括畫面f1、f2、f3。在顯示驅動器144從眼球追蹤裝置142取得使用者觀賞區域VA(此例中包括左眼觀賞區域VAL及右眼觀賞區域VAR)之後，顯示驅動器144合成使用者觀賞區域VA內的像素值，並且複製 不在使用者觀賞區域VA內的像素值。在此例中，顯示驅動器144從中間畫面的前一個畫面複製像素值(對於中間畫面fi而言，除了使用者觀賞區域VA，像素值是從第一畫面f1複製)。
第5圖繪示依照本發明一實施例頭戴式顯示裝置的一種範例影像資料流示意圖。在此例中，圖形處理單元140執行***複製畫面的工作。亦即，提供至顯示驅動器144的視訊信號已經***複製畫面(此例中為前向複製)。在顯示驅動器144取得使用者觀賞區域VA之後，顯示驅動器144使用影像插補以修改中間畫面fi於使用者觀賞區域VA內的像素值。雖然第4圖及第5圖使用前向複製作為例子，於實作中亦可使用後向複製(對於中間畫面fi，從第二畫面f2複製像素值)。如第5圖所示的例子，產生中間畫面fi的步驟S104可由圖形處理單元140搭配顯示驅動器144共同執行。第5圖所示的實施例，相較於第4圖的實施例，在圖形處理單元140與顯示驅動器144之間需要較高的頻寬(在圖形處理單元140與顯示驅動器144之間傳送的畫面數量，第5圖為第4圖的兩倍)。
對於第二種降低動態模糊的方式(背光閃爍控制)，顯示面板的背光模組可以週期性地啟動及關閉以從液晶顯示面板的背後照亮顯示面板。背光模組的光源可以是發光二極體或是冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)。此背光閃爍控制的方式，背光模組切換於啟動及關閉的速度快於人眼能察覺的程度。
第7A圖及第7B圖繪示於液晶顯示面板的範例鬼影影像示意圖。在液晶顯示器顯示影像時，如第7B圖所示，像素是由畫面頂部往底部依序掃描，而液晶需要一定的反應時間以顯示正確的影像內容。第7A圖中，週期251及週期252代表面板更新時間，平行四邊形271代表顯示第一畫面f1的液晶反應時間，類似地，平行四邊形272代表顯示第二畫面f2的液晶反應時間，斜線方塊281及282代表背光模組啟動的時間。如第7A圖所示，在時間週期291內，對應於畫面底邊像素的液晶尚未準備好顯示正確的第一畫面f1，這些像素目前仍顯示前一個畫面的內容，因而會在顯示面板靠近底邊處形成前鬼影(pre-ghost)影像。另一方面，在時間週期292內，對應於畫面頂邊像素的液晶依據第二畫面f2內容開始旋轉，這些像素目前顯示下一個畫面的內容，因而會在顯示面板靠近頂邊處形成後鬼影(post-ghost)影像。
第8圖繪示將背光模組的啟動時間提前的範例示意圖。與第7A圖相比，背光模組的啟動時間被提前了(向左移的方塊281)，在此情況下，週期291增加，使得前鬼影影像的範圍變大，然而，週期292減少或甚至整個移除，因此減少或甚至消除了後鬼影影像。
第9圖繪示將背光模組的啟動時間延後的範例示意圖。與第7A圖相比，背光模組的啟動時間被延後了(向右移的方塊281)，在此情況下，週期292增加，使得後鬼影影像的範圍變大，然而，週期291減少或甚至整個移除，因此減少或甚至消除 了前鬼影影像。
根據第8圖以及第9圖所示的效果，提出一種藉由調整背光模組啟動時間的降低動態模糊方法。第6圖繪示依照本發明一實施例於視訊信號中降低動態模糊的方法流程圖，此方法包括下列步驟。步驟S200：接收視訊信號。步驟S204：追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域。步驟S206：根據使用者觀賞區域，調整背光模組的啟動時間，以顯示視訊信號。
第10圖繪示依照本發明一實施例頭戴式顯示裝置的示意圖。頭戴式顯示裝置2包括顯示面板246、眼球追蹤裝置242、以及背光模組243。眼球追蹤裝置242用以追蹤使用者的眼球移動以決定使用者觀賞區域VA。背光模組243週期性地啟動及關閉以照亮顯示面板246，並根據由眼球追蹤裝置242決定的使用者觀賞區域VA調整啟動時間。顯示面板246可以是液晶顯示面板以顯示視訊畫面。
步驟S200可由顯示面板246執行，顯示面板246可以是液晶顯示面板。背光模組243可包括光源以及控制電路，控制電路用以控制啟動時間以及關閉時間。步驟S204可由眼球追蹤裝置242執行。調整啟動時間的步驟S206可由背光模組243執行。如第8圖及第9圖所示，藉由提前或是延後背光模組243的啟動時間，可以有效控制鬼影影像的位置。因此，在取得使用者觀賞區域VA之後，可以對應控制背光模組243的啟動時間，以使得鬼影影像不出現在使用者觀賞區域VA內。
舉例而言，若是使用者觀賞區域VA與顯示面板246頂邊的距離小於與顯示面板246底邊的距離，則應該避免靠近頂邊的後鬼影影像，因此背光模組243可將啟動時間提前。另一方面，若是使用者觀賞區域VA與顯示面板246底邊的距離小於與顯示面板246頂邊的距離，則應該避免靠近底邊的前鬼影影像，因此背光模組243可將啟動時間延後。
如上述實施例所示，藉由根據使用者觀賞區域VA動態調整背光模組的啟動時間，可以有效降低動態模糊。此調整可在每次背光模組啟動時執行。藉由持續追蹤使用者的眼球移動，背光模組的啟動時間可以根據最新取得的使用者觀賞區域而進行調整。
背光模組中用以控制啟動時間的控制電路可以有多種實作方式，舉例而言，控制電路可以根據預先設定的公式，將使用者觀賞區域VA作為輸入參數，計算啟動時間。或者，控制電路可儲存一個預先設定好的查找表，此查找表記錄使用者觀賞區域與啟動時間的對應關係。第11圖繪示控制背光時間的一種範例實作示意圖，於此實施例中，背光模組的控制電路包括多工器(MUX)249，多工器249用以回應於眼球追蹤分析結果(從眼球追蹤裝置242取得)，從多個遮黑位址(對應於背光模組243不同的啟動時間)中選擇一個。
第12圖繪示具有兩個分別用於不同眼睛的背光單元的頭戴式顯示裝置的示意圖。如第12圖所示的例子，頭戴式 顯示裝置的顯示面板266前方有透鏡263及透鏡265，眼球追蹤裝置262設置於使用者的眼睛903及905附近。在此實施例中，顯示面板266對於使用者左眼903顯示左眼影像273，並對於使用者右眼905顯示右眼影像275。眼球追蹤裝置262追蹤使用者的眼球移動以獲得使用者觀賞區域VA，在此例中使用者觀賞區域VA包括左眼觀賞區域VAL以及右眼觀賞區域VAR。對於左眼影像273及右眼影像275的背光為分別控制。背光模組包括左眼背光模組223及右眼背光模組225，左眼背光模組223根據左眼觀賞區域VAL調整左眼背光模組223的啟動時間(斜線方塊281_L)，右眼背光模組225根據右眼觀賞區域VAR調整右眼背光模組225的啟動時間(斜線方塊281_R)。
根據上述的多個實施例，對於降低頭戴式顯示裝置內的動態模糊，提供了一種增加更新率的方法，此方法可於顯示驅動器內實作。另外並提供了一種調整背光時間的方法，可實作於背光模組。藉由採用本發明提出的方法以及頭戴式顯示裝置，使用者目前正在觀看的使用者觀賞區域內的動態模糊問題可被避免。在使用者觀賞區域外，可能還是存在動態模糊，但由於這些動態模糊不在目前的觀賞區域內，因此不會被使用者注意到。藉由專注在降低使用者觀賞區域內的動態模糊現象，可節省硬體成本，並可以增進處理速度。
綜上所述，雖然本發明已以多個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識 者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (20)

  1. 一種於一頭戴式顯示裝置的一視訊信號中降低動態模糊的方法，該方法包括：接收該視訊信號，該視訊信號包括一第一畫面及一第二畫面；追蹤一使用者的眼球移動以決定一使用者觀賞區域；以影像插補產生介於該第一畫面及該第二畫面之間的一中間畫面；以及顯示該第一畫面、該中間畫面、及該第二畫面；其中產生該中間畫面的步驟包括僅合成該中間畫面於該使用者觀賞區域的像素值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中合成該中間畫面於該使用者觀賞區域的像素值的步驟包括：對該第一畫面及該第二畫面執行動態估測及動態補償。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該中間畫面與該第一畫面在該使用者觀賞區域以外的像素值相同。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該中間畫面與該第二畫面在該使用者觀賞區域以外的像素值相同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該使用者觀賞區域包括一左眼觀賞區域及一右眼觀賞區域。
  6. 一種頭戴式顯示裝置，包括：一圖形處理單元，用以提供一視訊信號，該視訊信號包括一第一畫面及一第二畫面；一眼球追蹤裝置，用以追蹤一使用者的眼球移動以決定一使用者觀賞區域；一顯示驅動器，用以合成一中間畫面僅於該使用者觀賞區域的像素值，其中該中間畫面以影像插補***於該第一畫面及該第二畫面之間；以及一顯示面板，由該顯示驅動器驅動以顯示該第一畫面、該中間畫面、以及該第二畫面。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之頭戴式顯示裝置，其中該顯示驅動器用以對該第一畫面及該第二畫面執行動態估測及動態補償，以合成該中間畫面於該使用者觀賞區域的像素值。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之頭戴式顯示裝置，其中該顯示驅動器用以複製該第一畫面在該使用者觀賞區域以外的像素值以產生該中間畫面。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之頭戴式顯示裝置，其中該顯示驅動器用以複製該第二畫面在該使用者觀賞區域以外的像素值以產生該中間畫面。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之頭戴式顯示裝置，其中該圖形處理單元用以複製該第一畫面以產生該中間畫面，該顯示驅動器使用影像插補以修改該中間畫面於該使用者觀賞區域內的像素值。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之頭戴式顯示裝置，其中該圖形處理單元用以複製該第二畫面以產生該中間畫面，該顯示驅動器使用影像插補以修改該中間畫面於該使用者觀賞區域內的像素值。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之頭戴式顯示裝置，其中該使用者觀賞區域包括一左眼觀賞區域及一右眼觀賞區域。
  13. 一種於一頭戴式顯示裝置的一視訊信號中降低動態模糊的方法，該方法包括：接收該視訊信號；追蹤一使用者的眼球移動以決定一使用者觀賞區域；以及根據該使用者觀賞區域與一顯示面板的頂邊及底邊的距離，調整一背光模組的一啟動時間，以將該視訊信號顯示於該顯示面板。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中調整該背光模組的該啟動時間的步驟包括：若是該使用者觀賞區域與該顯示面板的一頂邊的距離小於與該顯示面板的一底邊的距離，將該啟動時間提前。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中調整該背光模組的該啟動時間的步驟包括：若是該使用者觀賞區域與該顯示面板的一底邊的距離小於與該顯示面板的一頂邊的距離，將該啟動時間延後。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該使用者觀賞區域包括一左眼觀賞區域及一右眼觀賞區域，該背光模組包括一左眼背光模組及一右眼背光模組，根據該使用者觀賞區域調整該背光模組的該啟動時間的步驟包括：根據該左眼觀賞區域調整該左眼背光模組的一啟動時間；以及根據該右眼觀賞區域調整該右眼背光模組的一啟動時間。
  17. 一種頭戴式顯示裝置，包括：一顯示面板；一眼球追蹤裝置，用以追蹤一使用者的眼球移動以決定一使用者觀賞區域；以及一背光模組，週期性地啟動及關閉以照亮該顯示面板，並根據該使用者觀賞區域與該顯示面板的頂邊及底邊的距離調整一啟動時間。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之頭戴式顯示裝置，其中若是該使用者觀賞區域與該顯示面板的一頂邊的距離小於與該顯示面板的一底邊的距離，該背光模組將該啟動時間提前。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之頭戴式顯示裝置，其中若是該使用者觀賞區域與該顯示面板的一底邊的距離小於與該顯示面板的一頂邊的距離，該背光模組將該啟動時間延後。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之頭戴式顯示裝置，其中該使用者觀賞區域包括一左眼觀賞區域及一右眼觀賞區域，該背光模組包括一左眼背光模組及一右眼背光模組，該左眼背光模組根據該左眼觀賞區域調整該左眼背光模組的一啟動時間，該右眼背光模組根據該右眼觀賞區域調整該右眼背光模組的一啟動時間。
TW106106611A 2016-09-23 2017-03-01 降低動態模糊的方法以及頭戴式顯示裝置 TWI661226B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/273,878 2016-09-23
US15/273,878 US10380950B2 (en) 2016-09-23 2016-09-23 Method for reducing motion blur and head mounted display apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201821864A TW201821864A (zh) 2018-06-16
TWI661226B true TWI661226B (zh) 2019-06-01

Family

ID=61685663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106106611A TWI661226B (zh) 2016-09-23 2017-03-01 降低動態模糊的方法以及頭戴式顯示裝置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10380950B2 (zh)
CN (1) CN107870425A (zh)
TW (1) TWI661226B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10209523B1 (en) * 2017-09-13 2019-02-19 Facebook Technologies, Llc Apparatus, system, and method for blur reduction for head-mounted displays
JP2019154008A (ja) * 2018-03-06 2019-09-12 シャープ株式会社 立体画像表示装置、液晶ディスプレイの表示方法、および液晶ディスプレイのプログラム
US10636340B2 (en) * 2018-04-16 2020-04-28 Facebook Technologies, Llc Display with gaze-adaptive resolution enhancement
US11056069B2 (en) * 2018-04-16 2021-07-06 Google Llc Near-eye liquid crystal display with overlapping liquid crystal settling and backlight activation timing scheme
CN108520728B (zh) * 2018-04-20 2020-08-04 京东方科技集团股份有限公司 背光调节方法、装置、计算设备、显示设备和存储介质
CN110658626A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 深圳市掌网科技股份有限公司 头戴显示设备
KR102649063B1 (ko) 2018-10-24 2024-03-20 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 구동 방법
CN109493787B (zh) * 2019-01-04 2022-03-08 苏州佳世达电通有限公司 调整动态模糊效果的方法及显示***
TWI716799B (zh) * 2019-01-08 2021-01-21 佳世達科技股份有限公司 調整動態模糊效果的方法及具有調整動態模糊效果能力的顯示系統
CN112053665A (zh) * 2019-06-07 2020-12-08 三星电子株式会社 用于补偿显示器的屏幕移动的方法以及支持其的电子设备
CN110706666B (zh) * 2019-09-16 2021-08-24 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 画面转变方法、装置、控制器及存储介质
CN111161685B (zh) 2020-02-28 2022-02-01 京东方科技集团股份有限公司 一种虚拟现实显示设备及其控制方法
CN111785229B (zh) * 2020-07-16 2022-04-15 京东方科技集团股份有限公司 一种显示方法、装置及***
JP2022117599A (ja) * 2021-02-01 2022-08-12 キヤノン株式会社 画像処理装置、撮像装置、制御方法およびプログラム
WO2023105338A1 (ja) * 2021-12-08 2023-06-15 株式会社半導体エネルギー研究所 電子装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI275058B (en) * 2005-11-10 2007-03-01 Ind Tech Res Inst Display apparatus with dynamic scanning backlight and control method and device thereof
TWI357057B (en) * 2006-11-14 2012-01-21 Mstar Semiconductor Inc Method for displaying and processing video data an
CN104767992A (zh) * 2015-04-13 2015-07-08 北京集创北方科技有限公司 头戴式显示***及影像低频宽传输方法
US9207455B2 (en) * 2013-06-11 2015-12-08 Sony Computer Entertainment Europe Limited Electronic correction based on eye tracking
US9417452B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-16 Magic Leap, Inc. Display system and method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3771973B2 (ja) * 1996-09-26 2006-05-10 オリンパス株式会社 立体映像表示装置
JP4141708B2 (ja) * 2002-03-11 2008-08-27 シャープ株式会社 液晶表示装置及びその駆動方法
JP4844370B2 (ja) * 2006-12-04 2011-12-28 株式会社日立製作所 フレームレート変換装置及び表示装置
KR101468267B1 (ko) * 2008-10-02 2014-12-15 프라운호퍼-게젤샤프트 추르 푀르데룽 데어 안제반텐 포르슝 에 파우 중간 뷰 합성 및 멀티-뷰 데이터 신호 추출
CN101594456B (zh) * 2009-02-18 2011-02-09 逐点半导体（上海）有限公司 图像处理装置和方法
TWI408621B (zh) * 2009-11-17 2013-09-11 Mstar Semiconductor Inc 影像插補處理裝置及其方法
US20150002624A1 (en) * 2012-01-20 2015-01-01 Panasonic Corporation Video signal processing device and video signal processing method
JP6646659B2 (ja) * 2014-06-14 2020-02-14 マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． 仮想および拡張現実を作成する方法およびシステム
US9940541B2 (en) * 2015-07-15 2018-04-10 Fyusion, Inc. Artificially rendering images using interpolation of tracked control points
US9791924B2 (en) * 2014-12-23 2017-10-17 Mediatek Inc. Eye tracking with mobile device in a head-mounted display
US10398976B2 (en) * 2016-05-27 2019-09-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Display controller, electronic device, and virtual reality device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI275058B (en) * 2005-11-10 2007-03-01 Ind Tech Res Inst Display apparatus with dynamic scanning backlight and control method and device thereof
TWI357057B (en) * 2006-11-14 2012-01-21 Mstar Semiconductor Inc Method for displaying and processing video data an
US9417452B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-16 Magic Leap, Inc. Display system and method
US9207455B2 (en) * 2013-06-11 2015-12-08 Sony Computer Entertainment Europe Limited Electronic correction based on eye tracking
CN104767992A (zh) * 2015-04-13 2015-07-08 北京集创北方科技有限公司 头戴式显示***及影像低频宽传输方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180090078A1 (en) 2018-03-29
CN107870425A (zh) 2018-04-03
US10380950B2 (en) 2019-08-13
TW201821864A (zh) 2018-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI661226B (zh) 降低動態模糊的方法以及頭戴式顯示裝置
US7081870B2 (en) Wearable display and method of displaying images using a wearable display
US20110007136A1 (en) Image signal processing apparatus and image display
TWI439118B (zh) 影像顯示裝置及使用其之影像顯示系統
JP4453647B2 (ja) 動画像表示装置および動画像表示方法
JP5619863B2 (ja) 無眼鏡立体映像表示装置とその制御方法
US9071800B2 (en) Display unit and displaying method for enhancing display image quality
US20080018571A1 (en) Motion adaptive black data insertion
JP6118558B2 (ja) カラー表示装置及び方法
JP2011090079A (ja) 表示装置、表示方法およびコンピュータプログラム
CN109493787B (zh) 调整动态模糊效果的方法及显示***
US8780175B2 (en) Picture signal processor, picture display and picture display system
JP2012028963A (ja) 画像表示装置、画像表示方法、及び、画像供給装置
JP6050601B2 (ja) 液晶表示装置
JP2012104921A (ja) 映像信号処理装置及び映像信号処理方法、並びにコンピューター・プログラム
JP2013077863A (ja) 立体表示装置および立体表示方法
KR20110133422A (ko) 영상 신호 처리 장치 및 영상 신호 처리 방법, 및 컴퓨터 프로그램
US10540930B1 (en) Apparatus, systems, and methods for temperature-sensitive illumination of liquid crystal displays
TWI716799B (zh) 調整動態模糊效果的方法及具有調整動態模糊效果能力的顯示系統
JP2011123134A (ja) 画像表示装置、画像表示方法
JP4593359B2 (ja) ３次元表示方法および３次元表示装置
KR20180042880A (ko) 표시 패널, 이를 포함하는 머리 부착형 표시 장치, 및 머리 부착형 표시 장치의 영상 표시 방법
CN110010082B (zh) 用于防止显示闪烁的设备、***和方法
TWI406559B (zh) 顯示方法及執行其之電腦可讀取媒體
JP5566165B2 (ja) 液晶表示装置